Metrologia w meteorologii

W muzeum koniec każdego roku jest okresem sprawozdań i podsumowań. W każdym sprawozdaniu znajdziemy część poświęconą najważniejszym nabytkom, o jakie w danym roku kalendarzowym muzeum powiększyło swoje zbiory. Rok 2023 był pod tym względem dla Muzeum Oręża Polskiego w Kołobrzegu niezwykle udany.

Szczególnie cenny okazał się zbiór unikatowych zabytków metrologicznych podarowanych przez pana Jerzego Polańskiego z Poznania. W maju tego roku przywiózł on do kołobrzeskiego muzeum 27 narzędzi pomiarowych (przyrządów i wzorców), które były dotąd wykorzystywane w Laboratorium Pomiarów Długości i Kątów przy poznańskich Zakładach Metalurgicznych POMET (ZM Pomet powstały 1 stycznia 1952 r. z wydzielonej części Zakładów Przemysłu Metalowego H. Cegielskiego). Wszystkie przekazane narzędzia po skatalogowaniu zostały wkomponowane w istniejącą od 1970 roku wystawę stałą Zbiory metrologiczne. Kołobrzeska kolekcja metrologiczna, tworzona od 50-u lat, jest zaliczana do największych w kraju. Dar był tym cenniejszy, że zawierał zabytki, których kołobrzeskie muzeum dotąd nie posiadało. W przekazanym zbiorze znalazły się czujniki zegarowe i sprężynowe, mikrometry zewnętrzne, zestawy płytek interferencyjnych i płytek wzorcowych, suwmiarka modułowa do kół zębatych, średnicówki mikrometryczne, kątownik kombinowany i kątomierz optyczny, mikrokator na podstawie, optimetr projekcyjny a także trzy przyrządy wykorzystywane w meteorologii – higrograf, termograf i barograf.

Metrologia i meteorologia to na pierwszy rzut oka dwa bardzo podobne do siebie pojęcia, jednakże znaczeniowo ogromnie się różnią. Metrologia to najogólniej rzecz ujmując nauka o miarach, obejmująca wszystkie teoretyczne i praktyczne problemy związane z pomiarami. W zakres metrologii wchodzą zagadnienia dotyczące jednostek miar oraz ich wzorców, pomiarów, przyrządów i narzędzi pomiarowych. Natomiast meteorologia zajmuje się badaniem zjawisk pogodowych występujących w atmosferze. Jej stan określają składniki pogody takie jak: ciśnienie atmosferyczne, temperatura powietrza, wilgotność, natężenie promieniowania słonecznego, opady atmosferyczne, prędkość i kierunek wiatru, zachmurzenie. Pogodę obserwują meteorolodzy, którzy podczas swojej pracy w stacjach meteorologicznych dokonują pomiarów różnych składników pogody. Przyrządami służącymi do pomiarów składników pogody są między innymi: termometr, wiatromierz, barometr, wilgotnościomierz, deszczomierz, urządzenia służące do pomiaru nasłonecznienia oraz urządzenia mierzące wysokość podstawy chmur.

Jak już wcześniej wspomniano kołobrzeska kolekcja metrologiczna wzbogaciła się o trzy takie przyrządy. Pierwszym z nich jest higrograf, który służy do mierzenia wilgotności względnej powietrza w funkcji czasu. Zapis jest dokonywany na papierowym odcinku rejestracyjnym tzw. higrogramie, znajdującym się na bębnie obrotowym. Do pomiaru wilgotności  jest wykorzystane zjawisko zmian długości specjalnie spreparowanych włosów ludzkich. Zmiany te występują w zależności od ilości pary wodnej w powietrzu. Włos, gdy wilgotność względna rośnie, absorbuje parę wodną z powietrza i zmienia swoją grubość i długość; przy wzroście wilgotności względnej włos się wydłuża, przy zmniejszaniu się wilgotności względnej – kurczy. Włosy z jednej strony są unieruchomione, zaś z drugiej połączone za pośrednictwem mechanizmu dźwigniowego z piórem rejestrującym zmiany na bębnie. Mechanizm zegarowy umożliwia dokonywanie pomiarów w trybie jednego tygodnia lub po przełączeniu, w trybie jednej doby. Podobna zasada działania występuje w drugim z przyrządów – w termografie. Służy on do mierzenia i rejestracji temperatury powietrza w funkcji czasu. W termografie tym jako czujnik zastosowany jest element bimetaliczny tj. taśma nawinięta w formie spiralnej cewki, która ze względu na zmiany temperatury rozszerza się lub kurczy. Taśma jednym końcem unieruchomiona, zaś drugim – za pośrednictwem układu dźwigni, napędza pióro poruszające się po pasku papieru na bębnie, wewnątrz którego znajduje się mechanizm zegarowy, obracający bęben ruchem jednostajnym. Na bęben naciągnięty jest termogram, będący paskiem papieru z wydrukowaną skalą czasową i skalą temperatury i to właśnie na nim wykonywany jest zapis – wykres. Wskazówka, przenosząca ruchy czujnika temperatury zakończona jest pisakiem, który kreśli na termogramie linię, odpowiadającą ciągłemu zapisowi temperatury powietrza. Higrografy i termografy mają zastosowanie w służbie meteorologicznej, składach drewna, suszarniach, muzeach. Obydwa opisane przyrządy pochodzą z 2. poł. XX wieku, powstały w firmie METRA BLANSKO w Czechach.

Trzeci przyrząd – barograf – wyprodukowany został w niemieckich Zakładach Mechaniki Precyzyjnej (VEB Feingerätebau) w Drebach. Służy on do mierzenia i rejestracji ciśnienia atmosferycznego w funkcji czasu. Zapis jest dokonywany na papierowym odcinku rejestracyjnym zwanym barogramem. Czujnik to próżniowa puszka membranowa (zespół 7-u puszek) tzw. Puszka Vidiego, która dolnym końcem jest unieruchomiona w podstawie barografu, zaś górnym – swobodnym, połączona za pośrednictwem układu dźwigni z piórem poruszającym się po odcinku rejestracyjnym znajdującym się na bębnie. Barograf ma zastosowanie głównie w służbie meteorologicznej oraz medycznej, a także może być używany na statkach powietrznych do odnotowywania różnic wysokości (związane to jest z faktem zmiany ciśnienia atmosferycznego wraz z wysokością). Podobnie jak w higrografie i termografie mechanizm zegarowy umożliwia mu realizację zapisu w czasie jednego tygodnia lub jednej doby.

Wszystkie opisane przyrządy meteorologiczne można obejrzeć w Muzeum Miasta Kołobrzeg (ul. Armii Krajowej 13) na wystawie Zbiory Metrologiczne.

 

Tekst : Anetta Bolechowska

Zdjęcia : Wikipedia

 

 

 

 

 

Komentarze